小型静态CT用多焦点X射线源电子束偏转系统研究

第5代全静态电子束CT（EBCT）能在被检测物体、射线源和探测器均处于静止状态下完成CT扫描成像。这种EBCT成像方式既可应用于粉体材料、生物活体样品等易形变物体的CT检测，又可应用于物流包裹、在役管线等的快速CT检测。高精度的电子束偏转系统是静态CT成像多焦点射线源的关键技术之一。本文基于麦克斯韦电磁场相互作用理论，探讨了电子束在均匀磁场、小偏转角、近轴区域内的散焦、畸变及灵敏度特性，研究了影响电子束扫描系统焦点位置重复精度的物理参数及电子束在靶平面上的扫描偏转量与偏转线圈电流的线性关系。并设计、加工制作了一种小型高精度多焦点X射线的电子束偏转扫描系统，实验采用直径0.1 mm标准针规电子束扫描DR投影图像序列，验证了电子束偏转系统有良好的偏转线性，偏转量正比于O点的磁场强度，而与电子束的位置等初始条件无关。实验通过电子束偏转系统控制电子束偏转扫描，获得了熔断式保险管（Ø100 μm）的250个 X 射线视角投影，完成了第5代全静态三维CT重建图像。     

离心法曲面涂胶的胶层厚度研究

曝光工艺中经离心涂敷后抗蚀剂胶层的均匀性对曝光线宽有很大的影响。为了得到高速旋转下抗蚀剂胶体在凹面衬底上所形成膜层厚度的均匀性,在凹面衬底上建立了非牛顿流体微元经离心旋转的流体动力学模型。根据对应的边界条件、非牛顿流体的本构方程和连续性方程,推导并得到了流体性质、曲面面形、旋转速度和时间等因素与最终厚度的关系式。使用流变仪对950 K PMMA C 2%抗蚀剂的流体性质进行标定,在凹面衬底上以旋转速度为单一变量进行离心涂胶实验,使用光谱椭圆偏振仪测量离心后随矢量半径变化的胶体厚度,并与理论推导进行对比。实验结果表明:旋转速度在2000 r/min时,理论厚度为267 nm,实验所测厚度为230 nm,偏差比率为13.86%;旋转速度在3000 r/min时,理论厚度为178 nm,实验所测厚度为172 nm,偏差比率为3.37%。考虑到涂胶后,前烘工艺会进一步减小胶层厚度,偏差在正常范围内。本文建立的数学模型具有较好的预见性,可以对胶体经旋转离心后的均匀性提供理论指导。     

一种超声波电机驱动电源的研究

阐述了超声电机的驱动原理,在此基础上设计了一种驱动电源。针对该电源,尤其是分频、移相和功率放大部分,进行了详细的电路分析。文章最后给出了实验结果,指出了对该方案进一步进行研究的方向。     

单定子三自由度超声电机位置控制的研究

介绍了单定子三自由度超声电机实现 3个自由度运动的原理 ,根据控制目标设计并实现了该超声电机的运动信号的检测结构 ,利用逐点比较法分解控制指令并采用模糊控制方法对电机进行了位置控制 ,取得了较好的结果 ,实验结果表明电机的输出轴在一定范围内能够精确地按照预定轨迹达到空间的任一位置     

基于纳米针尖反射靶的X射线显微系统

本文利用电化学腐蚀方法制备出曲率半径＜100 nm 的钨针尖,并在 FEI Quantum 600型扫描电镜（ SEM）中作为反射靶材以搭建微焦点X射线显微系统。通过SEM发射电子束轰击纳米钨针尖,以减少电子束和靶材的物理作用区域,进而减小X射线源的光斑尺寸,实现高分辨率的X射线显微成像。采用线对卡来评价系统的最佳成像分辨率,实验结果表明：系统在加速电压30 kV、电子束束流120 nA、SEM的工作距离5 mm、放大倍数为100倍、探测器采集时间为180 s的条件下,可以获得优于1μm的分辨率图像。     

微纳尺度操作的系统设计

微纳尺度操作是当前先进制造技术领域的一个重要发展方向。为了实现在亚微米及纳米尺度下进行实时观测下的操纵,设计了一种基于SEM的微纳操作系统,本系统由数字式环境扫描电子显微镜系统、精密工件台、微纳操作机构和计算机系统组成,采用数字式环境扫描电子显微镜作为微纳操作的观测器,在SEM的样本室内安装微纳操作臂,计算机系统控制微纳操作臂,使其在SEM的实时观测下对放置在精密工件台上的样本进行操纵。实验结果证明本系统能够适于在各种环境下进行微纳尺度操作,具有很强的实用性。     

基于SEM纳米级电子束曝光机的快速束闸设计

基于扫描电镜(SEM)的纳米级电子束曝光系统能够以较低成本满足科研单位对纳米加工设备的需求.在电子束曝光系统中,需要快速束闸控制电子束通断以实现纳米图像的多场曝光.从安装位置、机械结构和驱动器等方面讨论快速束闸的设计.     

二维混合结构网格电场数值模拟及其在低能电子枪设计中的应用北大核心CSCD

在半导体行业中,低能电子枪是样品二次发射系数测量和样品表面电荷中和的关键部件。为了给低能电子枪提供设计参考,本文采用二维混合结构网格电场数值模拟计算方法构造了不同结构和栅极电位的电子枪模型,研究了不同模型结构对束斑和束流的影响。结果表明,随着栅极和阳极间距的增大,电子束的放大倍率和束流会降低;随着栅极孔径的增加,电子束的放大倍率会降低,束流会逐渐达到饱和点;随着栅极电位增大,栅极对电子束的会聚作用逐渐减弱,电子束的束流呈上升趋势并最终达到饱和点。     

国内外超声波电动机驱动技术的最新进展

叙述了国内外在超声波电动机驱动技术领域所取得的最新研究成果,重点介绍了直接数字频率合成技术(DDS)、双电感双电容谐振技术(LLCC)和压电变压器技术在该领域中的应用,并指出了驱动电源在今后的发展方向和趋势。     

p-范数模糊推理神经网络及其在滚动轴承诊断中的应用

针对滚动轴承故障分析的特点 ,构造了基于 p-范数模糊推理神经网络 ,指出它可以对 Sugeno- Takagi模型进行逼近 ,因而更便于学习 ,并克服了单纯前向神经网络训练中容易陷入局部极小及收敛速度较慢的缺点。该神经网络应用于滚动轴承的四类故障诊断 ,与实验结果符合很好 ,取得了良好的故障诊断效果